Олексюк А.А. др. Теплоснабжение района города

Подождите немного. Документ загружается.

Для подключения системы вентиляции разрешается показать только

соответствующие штуцеры и арматуру.

Примеры принципиальных схем присоединения потребителей к тепловым сетям

можно найти в [1,2,3,4,5,8,11].

5. Расчеты регулирования отпуска тепла

5.1. Построение нормального отопительного температурного графика и расхода

воды на отопление при центральном качественном регулировании по отопительной

нагрузке.

Температуры сетевой воды в подающем трубопроводе 

после системы

отопления 

и после элеватора 

3 ,

С, в зависимости от относительной нагрузки

определяются по формулам

   

010

8,0

010

QQtt

пр

вн

првн





;

   

020

8,0

020

QQtt

рр

првн





; (13)

   

8,0

QQttt

пр

вн

првнсм





;

где

 

ррр

пр

203

5,0





- средняя температура воды в отопительных приборах, С;

новн

нвн





- относительная тепловая нагрузка;

- расход тепла на отопление при текущей наружной температуре t’

;

- расчетный расход тепла на отопление при t’

но

При температурном графике 150/70 в формулы нужно подставить

;150





;70





;95





;5,82 C

пр





;18 Ct

вн



В диапазоне наружных температур от t

но

до t

’’

расход сетевой воды на отопление

постоянный и равен, кг/с,

 

2010







, (14)

где

- кВт;

С - 4,19 кДж/(кг* С).

При температуре наружного воздуха t

> t

’’

осуществляется регулирование

“пропусками” с переменным расходом воды при постоянной температуре 

= 

’’

=70С.

Расход воды в диапазоне от t

’’

до +8С определяется по формуле, кг/с,

нвн





, (15)

Индекс (

’’

) относится к точке излома температурного графика. Результаты

расчета сводятся в табл. 7, по данным которой строятся нормальный температурный

график и график расхода воды для характерных температур наружного воздуха.

5.2. Построение повышенного температурного

графика.

Повышенный график наиболее рационально применять в закрытой системе

теплоснабжения при двухступенчатой последовательной схеме присоединения

подогревателей горячего водоснабжения к тепловой сети, когда в системе

осуществляется центральное регулирование отпуска тепла по суммарной нагрузке

отопления и горячего водоснабжения.

Режим регулирования рассчитывается из условия постоянного расхода сетевой

воды на тепловой пункт, равный отопительному. Расход сетевой воды на горячее

водоснабжение при этом не учитывается, то есть G

гв

= О,

Расчет графика состоит в определении температур сетевой воды в подающей τ

1п

и обратной τ

2п

магистралях в зависимости от температуры наружного воздуха. В

качестве расчетного принимается "балансовый" расход тепла на горячее

водоснабжение, равный

ср

гвб

гв

QКQ 

где

-1,2 - балансовый коэффициент. Предварительно строится

нормальный отопительный график.

Для произвольной температуры наружного воздуха

'''

tt 

и "балансового"

расхода тепла на горячее водоснабжение температуры сетевой воды по

повышенному графику определяются по формулам:

в подающей

 



















2010101

рр

бП





, (16)

в обратной

 

рр

бП





2010202





где

срб

ср

гвб

гв









– отношение «балансовой» нагрузки горячего

водоснабжения к расчетной на отопление;

ср

гв

ср





– типичное для данного района теплоснабжения отношение

среднечасовой нагрузки горячего водоснабжения к расчетной на отопление;

2010



– расчетные температуры сетевой воды, принятые при построении

отопительного графика, єС;

хг

бп





– производительность нижней ступени подогревателя в долях

от суммарной нагрузки горячено водоснабжения обеих ступеней;

пб





– температура водопроводной воды после нижней ступени

подогревателя при балансовой нагрузке в точке излома графика, єС

)75( t



– недогрев воды в нижней ступени, єС;



– принимается в точке излома отопительного графика, єС;

, τ

– температуры воды в подающей и обратной линиях по отопительному

графику при тех. t

, при которых определяется τ

1п

, τ

2п

, єС;

5.3. Графики температур и расходов воды на вентиляцию

Расчет регулирования заключается в определении температуры сетевой воды

после калориферов τ

2в

и расхода воды на вентиляцию в зависимости от наружной

температуры t

Отопительный период делится на три диапазона. В диапазоне II

 

нн

tt 

при

τ =const и переменном расходе тепла на вентиляцию Q

= var температура воды

после калориферов системы вентиляции определяется из выражения

 

   

 

85,0

15,0

''''''















































нвн

вннгв

вннв



, (17)

В диапазоне II

 

нннв

ttt 

при переменной температуре воды в подающем

трубопроводе и переменном расходе тепла на вентиляцию температура воды после

калориферов:

 

нввн

нвн

вв





'''

10102



, (18)

В диапазоне III (t

? t

нв

) при переменной температуре сетевой воды в подающем

трубопроводе и переменном расходе тепла на вентиляцию температура воды после

калориферов определяется из выражения:

 

новн

нвн

вв





21102



, (19)

здесь

в1



в2



– температуры в подающем и обратном трубопроводе при

расчетной температуре на вентиляцию. Уравнения (17) и (19) решаются методом

подбора или графически. Задаются температурой до тех пор, пока не будет

равенства уравнений (17) и (19).

Расход воды во всех диапазонах определяется по формуле, кг/с

)(

2010







, (20)

Таблица 7

Результаты расчета режимов регулирования отопительной и вентиляционной

нагрузки

Наимено- Размер- Характерные температуры, С

вание ность t

но

нв

’’

+8 +18

кВт



С



С



1п

С



2п

С

т/ч

кВт



1в

С



2в

С

т/ч

Результаты расчета заносятся в табл.7, по данным которой строятся графики

температур и расходов воды.

Ориентировочно в диапазонах II и III изменения расхода можно полагать

линейными, то есть соединить точки прямыми.

При повышенном и скорректированном температурных графиках методика

расчета обратной температуры воды после калорифера и расходы воды остается

такой же, как и при нормальном графике. Отличие состоит в том, что температуры

воды в подающей магистрали берутся соответственно по повышенному или

скорректированному графикам.

5.4. Регулирование отпуска тепла на горячее водоснабжение.

А. Закрытая система теплоснабжения.

Схема установки изображена на рис. 1.

Рис. 1. Присоединение подогревателей ГВС по 2-ступенчатой смешанной или

последовательной схемам.

Расчет смешанной схемы состоит в определении температуры сетевой воды 

после I ст. Подогревателя и расхода сетевой воды G

гв

на II ст. в зависимости от

наружной температуры t

. Методика расчета основана на применении тепловых

характеристик теплообменных аппаратов, предложенных профессором Е.Я.

Соколовым [1].

Расчетный режим принимается при минимальной температуре сетевой воды в

точке изломе температурного графика t

’’

и максимальной нагрузке горячего

водоснабжения Q

гв

max

В этих условиях температура сетевой воды на выходе из II ст. подогревателя

равна температуре воды после системы отопления, то есть

  

п см

'' ''

 

, (21)

Величина нагрева водопроводной воды в I ст. принимается

=

’’

см

-(5-10С),

где t

– температура водопроводной воды на выходе из первой ступени.

Тепловая производительность подогревателей определяется по уравнению

характеристик, кВт

Q=EW



где W

= G* c – меньше значение эквивалента расхода теплообменивающихся

потоков, кВт/С;

G – массовый расход теплоносителя, кг/ч;кг/с;

с – теплоемкость теплоносителя, кДж/кг*С;

 – максимальная разность температур между греющим и нагреваемым

теплоносителем на входе в подогреватель, С; =

-t

;



– температуры греющего и нагреваемого теплоносителей, С;

Е – безразмерная удельная тепловая производительность для противоточных

водоводяных подогревателей секционного типа определяется из выражения

W Ф







0 35 0 65

, ,

, (23)

если Е>1, то принимается Е=1;

- меньшее и большее значение эквивалентов расхода

теплообменивающихся сред;

Ф – параметр подогревателя, величина практически постоянная, для данного

подогревателя определяется по формуле

W W

t W W

м б с м б









, (24)

где К - коэффициент теплопередачи, кВт/м

С;

F – поверхность нагрева, м

;

t

ср

– среднелогарифмическая разность температур, С;

Б. Закрытая система теплоснабжения

1. Центральное качественное регулирование по отопительной нагрузке.

Регулирование отпуска тепла по отопительной нагрузке применяется при

отношении

Q Q

гв

 0 15 0 2, ,

(

гв

- средняя нагрузка горячего

водоснабжения;

- расчетная отопительная нагрузка). Системы отопления и

горячего водоснабжения присоединяются по принципу «несвязанного»

регулирования.

Температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах в

зависимости от наружной температуры определяются по формулам (13). По этим

данным строится температурный график и производится срезка при 

’’

= 60 С.

Количество воды, отбираемой из подающего и обратного трубопроводов,

определяется по формулам:

G G G G

гв

под

гв гв

об

гв

   

 

1 2

;

, (25)

где





 





 

10 20









t t

г г

;

– доли водоразбора по отношению к сумарному

расходу воды на горячее водоснабжение

G G G

гв гв

под

гв

об

 

При t

= 

’’

= 60C, 

= 1,0, 

= 0 и сетевая вода выбирается только из подающей

магистрали; при некоторой температуре наружного воздуха t

’

= t

но

температура

воды в обратной линии 

= t

, тогда 

= 0, 

= 1,0; при 

> t

водоразбор

осуществляется только из обратной магистрали, т.е. 

= 1,0, 

= 0. В остальных

режимах осуществляется смешение. Расчетный расход воды на горячее

водоснабжение равен, кг/с,

c t t

гв

г х з



( )

, (23)

При 

> t

вместо t

в формулу (26) подставляется 

при этом абсолютная величина

водоразбора снижается в отношении

 



t t

г х з

х з



По формулам (25), (26) строятся графики расходов воды на горячее водоснабжение.

2. Построение «скорректированного» температурного графика.

Скорректированные температурные графики применяются в открытых системах

теплоснабжения при соотношении тепловых нагрузок 0,15 

Q Q

гв

 0,3, когда

регулирование отпуска тепла осуществляется по суммарной нагрузке отопления и

горячего водоснабжения. Расход воды в подающей линии поддерживается

постоянным в течении отопительного сезона и равным расчетному на отопление.

Задача расчета режима центрального регулирования состоит в определении при

различных наружных температурах и балансовой нагрузке горячего водоснабжения

гв

температур сетевой воды 

и 

в подающей и обратной магистралях.

Методика расчета состоит в следующем.

Определяется относительный расход воды на отопление при любом расходе

тепла на топление Q

и балансовой нагрузке горячего водоснабжения

гв

по

формуле

 

t t

t t Q

p p

г х

г х б

г х o

х б

г х o

 

 







1 0 5

3 20

0 25

( )

  



 

, (27)

При 

> t

в формулу следует подставлять t

=

Температуры воды в подающем и обратном трубопроводе

   

   

0 8

      t t Q

вн п вн o п

р , р

;

(23)

 

   

0 8

3 20

0 5      t t Q

вн п вн o

р , р р

, .

Предварительно строится нормативный отопительный график. Точка излома

скорректированного графика принимается при той же наружной температуре, что и

у отопительного графика.

5.5. Графики суммарного расхода воды в тепловой сети.

В закрытой системе суммарный расход воды на отопление, вентиляцию и

горячее водоснабжение, кг/с,

G G G G

o в гв

  



(29)

Расход воды в подающем и обратном трубопроводах одинаков. При повышенном

температурном графике расход воды на горячее водоснабжение не учитывается, т.е.

принимается G

гв

= 0, поэтому

G G G

o в

 



Суммарный график строится на основании построенных ранее графиков расхода

сетей воды по отдельным видам теплопотребления.

В открытой системе суммарные графики строятся для подающей и обратной

магистрали по формулам

G G G G

под о в гв

  





;

G G

об подр

,



0 1

, (30)

где  - коэффициент, принимаемый по [12] приложение 1.

Расход в обратной магистрали меньше расхода в подающей линии и

принимается равным 10% от

под



Как в закрытой, так и в открытой системах максимальный расход имеет место

при температуре наружного воздуха, соответствующей точке излома

температурного графики. Этот расход является расчетным для определения

диаметров тепловых сетей.

5.6. Определение температур сетевой воды в общей обратной линии

Средняя температура обратной воды, возвращаемой к источнику тепла,

определяется из выражений:

а) смешанная схема

 



 

2 2

o гв в в

o в гв

G G G



  

 

;

(31)

б) двуступенчатая последовательная



 

2 2

o в в

o в

G G



 



(32)

Открытая система

 



  



2 20 2

o гв в в

o в гв

G G G



 

 

(33)

где 

, 

2в

, 

– температура обратной сетевой воды после отопления, вентиляции и

установок горячего водоснабжения.

Суммарный расход воды в сети и температуры



определяется при нагрузке

горячего водоснабжения, при которой ведется расчет регулирования отпуска тепла (

Q Q

гв

р max

или

гв

По результатам расчета строятся графики

G f t

сум н

 ( )



f t ( )

График G

сум

строиться под температурным графиком. Более подробные

рекомендации по построению графиков приведены в [1,4,5,6]

6. Трасса тепловых сетей

От заданного на генплане места расположения источника тепла необходимо

определить направления прокладки теплопроводов, т. е. разработать план трассы

тепловых сетей от источника к каждому из тепловых потребителей (кварталу,

микрорайону). При этом следует руководствоваться указаниями соответствующих

разделов СНиП II-36-73. Учитывая, что от 45 до 80% капиталовложений в сети

расходуется на строительно-монтажные и земляные работы, необходима тщательная

проработка вариантов трассы и прифиля прокладки четей с целью сокращения

начальных вложений и сроков строительства. Трасса должна иметь наименьшую

длину и проходить в зоне с максимальной тепловой плотностью.

Выбранная схема тепловых сетей вместе с высокой экономичностью затрат на

исполнение должна отвечать современным требованиям срока службы и

надежности при эксплуатации.

При тепловой нагрузке города от 50 до 100 МВт диаметр магистральной линии,

как правило, не превышает 700 мм со сроком ликвидации аварии до 24 часов, в этом

случае принимается(лучевая) тупиковая схема тепловых сетей с постепенным

уменьшением диаметров (D

> D

) по мере снижения нагрузки. При этом

для водяных тепловых сетей концевые участки магистральных трубопроводов

целесообразно соединять между собой перемычками, диаметры принимаются по

меньшему диаметру соединяемых труб. Устройство перемычек позволяет удобно

решать подачу сетевой воды на горячее водоснабжение во время летнего ремонта

сетей на начальных участках. С целью уменьшения утечек воды и сокращения

времени наполнения труб сетевой водой после ликвидации аварии по длине

магистрального трубопровода располагают секционирующие задвижки, с помощью

которых производят двустороннее отключение участков сети при авариях. В

разветвленных сетях длина секционируемой магистрали не должна превышать 1,5

км.

На магистральных направлениях с диаметром трубы, превышающем 600 мм,

допускается увеличение расстояния между секционирующими задвижками до 3 км,

если ТЭЦ располагает мощной водоподогревательной станцией, способной

заполнить секционный участок подпиточной водой за время не более 5 часов.

При тепловых нагрузках более 100 Мвт диаметры магистральных трубопроводов

могут превышать 700 мм со сроком ликвидации аварии боле 24 часов. В этом случае

подачу тепла следует предусматривать по двум магистралям с обеспечением

надежности и резервирования централизованного теплоснабжения систем большой

протяженности. Для этого присоединение распределительных сетей к

магистральным трубопроводом производят посредством контрольно-

распределительных пунктов (КРП), на которых должны размещаться

секционирующие задвижки, головные задвижки распределительных сетей,

задвижки на блокирующих связях (блокировочных перемычках) между смежными

магистралями и резервными источниками теплоснабжения (например, районными

котельными). На магистралях секционирующие задвижки устанавливаются через 2-

3-км. При необходимости к КРП могут размещаться насосные подкачивающие или

смесительные установки, а также водоподогреватели. При диаметрах магистралей

до 700 мм блокировочные перемычки можно не устанавливать, поскольку на время

непродолжительных аварий (до 24 ч) допускается отключение потребителей с

использованием аккумулирующей способности отапливаемых зданий.

Диаметры блокировочных перемычек рассчитывают на пропуск аварийного

расхода воды, принимаемого на менее 70% от расчетного. Перемычки используют

для аварийной и резервной передачи избытков тепла между магистралями. По ним

производится также переброс теплоносителя от резервных источников тепла,

например, пиковых котельных района. Блокировочная перемычка может быть

однотрубной и использоваться попеременно как подающая, так и обратная линия.

Для этого в КРП производят соответствующее присоединение перемычки к

магистральным трубам. Присоединение распределительных сетей к магистральным

осуществляется в КРП с обеих сторон секционирующей задвижки.

Благодаря такому двустороннему питанию обеспечивается непрерывное

теплоснабжение при повреждении любого участка магистрали.

При трассировке тепловых сетей следует стремится к двусторонней нагрузке

магистралей. В каждый квартал, как правило, предусматривается по одному вводу.

Подключение противолежащих кварталов целесообразно производить в одной

общей камеру. При нанесении на генплан трассы тепловых сетей указывать

диаметры и длины участков. Узловые камеры пронумеровать. У каждого квартала

поставить его суммарную тепловую нагрузки.

7. Гидравлический расчет тепловых сетей

7.1. Определение расчетных расходов сетевой воды

Количество сетевой воды, по которому производится гидравлический расчет

тепловых сетей, определяется в соответствии с принятым методом регулирования

отпуска тепла, схемой присоединения абонентских подогревателей горячего

водоснабжения, наличием у потребителей баков - аккумуляторов.

Зимний расчетный часовой расход воды:

а) на отопление

во всех случаях определяется по формуле (14);

б) на вентиляцию при отопительном графике по формуле, кг/с

p p

( )





 

10 20

, (34)

где



– температуры сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах

при расчетной температуре наружного воздуха для проектирования

отопления; при повышенном и скорректированном графиках

